适用于中频感应加热器的加热电源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于中频感应加热器的加热电源，包括通过主电路依次连接的三相交流电源、三相桥式全控整流电路、LC滤波电路、逆变电路、中频隔离变压器、谐振电容、加热感应线圈和主控制器，所述LC滤波电路和逆变电路之间设置第一电流互感器，所述第一电流互感器的输出端通过直流分压信号连接主控制器，所述逆变电路连接IGBT驱动电路，所述主控制器通过SPWM脉宽调制电路与所述IGBT驱动电路连接，本实用新型专利技术的主控制器根据采集到的谐振电压信号和谐振电流信号比较计算出实际功率，并将实际功率和设定功率进行比较，通过调整SPWM脉宽调制电路，能实现前后两级调压，功率大小的调节范围宽，线性度更好，温度可按需任意调节。

Heating power supply for medium frequency induction heater

【技术实现步骤摘要】
适用于中频感应加热器的加热电源
本技术涉及中频加热
，特别涉及一种适用于中频感应加热器的加热电源。
技术介绍
中频感应加热原理为通过整流逆变电路产生交变的电流，从而产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。利用LC振荡电路电流的幅频特性，可通过改变输入电路的谐振频率快速改变中频电源的输出功率，从而快速改变工件表面温度。基于加热理论中“集肤效应原理”，当频率越大时，则集肤深度越浅，同时其交流阻抗越大，因此在相同数值的电流作用下，负载所获得的能量也越高，而电流及线路损耗相应地也会变小，从而提高了加热效率，同时还可起到节约电能的目的。中频感应加热电源正是基于这一原理做成的，利用变频技术，可将运行频率提高到工频的数倍，加热效果会明显提高。传统的串联谐振直流电源采用不可整流的方式，虽然可以提高系统的功率因数，但是此种电源的中频感应只能采用逆变器单一的调压方式调节输出功率，中频感应加热电源一般需要大范围内调节输出功率，单一的调节功率的方式不能满足其在各种工作环境中的需求，也不能保证电源系统良好的性能。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于中频感应加热器的加热电源，可以实现前后两级调压，功率大小的调节范围更宽，线性度好，温度可按需任意调节。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：适用于中频感应加热器的加热电源，包括通过主电路依次连接的三相交流电源、三相桥式全控整流电路、LC滤波电路、逆变电路、中频隔离变压器、谐振电容、加热感应线圈和主控制器，所述LC滤波电路和逆变电路之间设置第一电流互感器，所述第一电流互感器的输出端通过直流分压信号连接主控制器，所述逆变电路连接IGBT驱动电路，所述主控制器通过SPWM脉宽调制电路与所述IGBT驱动电路连接，所述加热感应线圈内安装预加热部件；所述主控制器用于根据采集到的谐振电压信号和谐振电流信号比较计算出实际功率，并将实际功率和设定功率进行比较，通过调整SPWM脉宽调制电路，使逆变后主电路的输出功率接近设定功率。进一步地，所述加热感应线圈和谐振电容串联的回路连接第二电流互感器，所述第二电流互感器的输出端连接主控制器。进一步地，所述第二电流互感器的输出端通过信号调理滤波连接到主控制器。进一步地，所述的主控制器包括单片机和ADC模数转换器。进一步地，所述的所述中频隔离变压器为匝数比可调节的隔离变压器。进一步地，所述的三相桥式全控整流电路包括按触发顺序依次排列的晶闸管KP1、KP2、KP3、KP4、KP5和KP6，所述晶闸管KP1和KP4接a相，所述晶闸管KP3和KP6接b相，所述晶闸管KP5和KP2接c相，所述晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组，所述全控整流电路连接主控制器。本技术的有益效果是：1）本技术可以实现前后两级调压，功率大小的调节范围更宽，线性度更好，温度可按需任意调节。2）本技术的线圈回路为LC串联，通过调节逆变器输出电压波形的频率，使其与谐振频率一致，可以提高加热功率能效因数，提高加热效率，降低功耗。3）三相交流电经过一个三相桥式全控整流电路与LC滤波电路后，变成直流电压，通过主控制器控制三相桥式全控整流电路6个晶闸管的触发角α，来调节直流电压的输出大小，逆变电路也可以通过主控制器调节SPWM波的占空比来调节逆变器输出的电压幅度，两者结合从而调节中频感应加热器的功率输出。附图说明图1为本技术电路结构图；图2为本技术的三相桥式全控整流电路的结构图；图3为本技术三相桥式全控整流电路的接线图；图4为本技术三相桥式全控整流电路的触发电波图；图中，1-三相交流电源，2-三相桥式全控整流电路，3-LC滤波电路，4-逆变电路，5-中频隔离变压器，6-谐振电容，7-加热感应线圈，8-主控制器，9-第一电流互感器，10-直流分压信号，11-IGBT驱动电路，12-SPWM脉宽调制电路，13-第二电流互感器，14-信号调理滤波。具体实施方式下面将结合实施例，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。参阅图1-4，本技术提供一种技术方案：如图1所示，适用于中频感应加热器的加热电源，包括通过主电路依次连接的三相交流电源1、三相桥式全控整流电路2、LC滤波电路3、逆变电路4、中频隔离变压器5、谐振电容6、加热感应线圈7和主控制器8，所述LC滤波电路3和逆变电路4之间设置第一电流互感器9，所述第一电流互感器9的输出端通过直流分压信号10连接主控制器8，所述逆变电路4连接IGBT驱动电路11，所述主控制器8通过SPWM脉宽调制电路12与所述IGBT驱动电路11连接，所述加热感应线圈7内安装预加热部件；所述主控制器8用于根据采集到的谐振电压信号和谐振电流信号比较计算出实际功率，并将实际功率和设定功率进行比较，通过调整SPWM脉宽调制电路12，使逆变后主电路的输出功率接近设定功率。所述加热感应线圈7和谐振电容6串联的回路连接第二电流互感器13，所述第二电流互感器13的输出端连接主控制器8。所述第二电流互感器13的输出端通过信号调理滤波14连接到主控制器8。所述的主控制器8包括单片机和ADC模数转换器。所述的所述中频隔离变压器5为匝数比可调节的隔离变压器，可以调节电压。如图2-4所示，所述的三相桥式全控整流电路2包括按触发顺序依次排列的晶闸管KP1、KP2、KP3、KP4、KP5和KP6，所述晶闸管KP1和KP4接a相，所述晶闸管KP3和KP6接b相，所述晶闸管KP5和KP2接c相，所述晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组，所述全控整流电路2连接主控制器8。三相交流电经过一个三相桥式全控整流电路2与LC滤波电路3后，变成直流电压，通过主控制器8控制三相桥式全控整流电路6个晶闸管的触发角α，来调节直流电压的输出大小，逆变电路4也可以通过主控制器8调节SPWM波的占空比来调节逆变器输出的电压幅度，两者结合从而调节中频感应加热器的功率输出。在三相桥式全控整流电路2中，对共阴极组和共阳极组是同时进行控制的，控制角都是α。由于三相桥式整流电路是两组三相半波电路的串联，因此整流电压为三相半波时的两倍。很显然在输出电压相同的情况下，三相桥式晶闸管要求的最大反向电压，可比三相半波线路中的晶闸管低一半。为了分析方便，如图2和3所示，使三相全控桥的六个晶闸管触发的顺序是1-2-3-4-5-6，晶闸管是这样编号的：晶闸管KP1和KP4接a相，晶闸管KP3和KP6接b相，晶管KP5和KP2接c相，晶闸管KP1、KP3、KP5组成共阴极组，而晶闸管KP2、KP4、KP6组成共阳极组。为了搞清楚α变化时各晶闸管的导通规律，分析输出波形的变化规则，下面研究几个特殊控制角，先分析α=0的情况，也就是在自然换相点触发换相时的情况。为了分析方便起见，把一个周期等分6段，如图4所示，在第（1）段期间，a相电压最高，而共阴极组的晶闸管KP1被触发导通，b相电位最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于中频感应加热器的加热电源，其特征在于：包括通过主电路依次连接的三相交流电源（1）、三相桥式全控整流电路（2）、LC滤波电路（3）、逆变电路（4）、中频隔离变压器（5）、谐振电容（6）、加热感应线圈（7）和主控制器（8），所述LC滤波电路（3）和逆变电路（4）之间设置第一电流互感器（9），所述第一电流互感器（9）的输出端通过直流分压信号（10）连接主控制器（8），所述逆变电路（4）连接IGBT 驱动电路（11），所述主控制器（8）通过SPWM脉宽调制电路（12）与所述IGBT 驱动电路（11）连接，所述加热感应线圈（7）内安装预加热部件；所述主控制器（8）用于根据采集到的谐振电压信号和谐振电流信号比较计算出实际功率，并将实际功率和设定功率进行比较，通过调整 SPWM脉宽调制电路（12），使逆变后主电路的输出功率接近设定功率。

【技术特征摘要】
1.适用于中频感应加热器的加热电源，其特征在于：包括通过主电路依次连接的三相交流电源（1）、三相桥式全控整流电路（2）、LC滤波电路（3）、逆变电路（4）、中频隔离变压器（5）、谐振电容（6）、加热感应线圈（7）和主控制器（8），所述LC滤波电路（3）和逆变电路（4）之间设置第一电流互感器（9），所述第一电流互感器（9）的输出端通过直流分压信号（10）连接主控制器（8），所述逆变电路（4）连接IGBT驱动电路（11），所述主控制器（8）通过SPWM脉宽调制电路（12）与所述IGBT驱动电路（11）连接，所述加热感应线圈（7）内安装预加热部件；所述主控制器（8）用于根据采集到的谐振电压信号和谐振电流信号比较计算出实际功率，并将实际功率和设定功率进行比较，通过调整SPWM脉宽调制电路（12），使逆变后主电路的输出功率接近设定功率。2.根据权利要求1所述的适用于中频感应加热器的加热电源，其特征在于：所述加热感应线圈（7）和谐振电容（6）串联的回路连接第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟先平，唐世龙，刘志刚，袁厚刚，张詹敏，钟沂宏，
申请(专利权)人：成都铁展科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51